کشف مهم در قمر سیاره زحل - وبلاگ تپلینک

به گزارش وبلاگ تپلینک، برای اولین بار، فسفر در یک اقیانوس بیگانه کشف شده است. کشف آن در قمر زحل، انسلادوس، احتمال حضور حیات را روی این قمر کوچک یخ زده افزایش می دهد.

به گزارش دیجیاتو، یک تیم بین المللی به سرپرستی فرانک پُستبرگ (Frank Postberg)، دانشمند سیاره ای دانشگاه آزاد برلین، در بخار فوران یافته در انسلادوس ترکیبات حامل فسفر شناسایی نموده اند. انسلادوس بزرگ ترین نسبت آب مایع به جرم را در کل منظومه شمسی دارد. مقادیر کشف شده فسفر می توانند نشان از آن باشند که فراوانی این عنصر در انسلادوس احتمالاً بیش از 100 برابر فراوانی آن روی زمین است.

این یعنی ما سرنخی تازه برای فهم سیاره های اقیانوسی در منظومه شمسی و فراتر از آن داریم. از آن جا که فسفر یکی از شش عنصر ضروری برای حیات مبتنی بر آب و شیمی ارگانیک است، کشف آن امید برای یافتن حیات در انسلادوس را به طور معناداری افزایش می دهد.

پژوهشگران در مقاله خود نوشته اند: فسفر عنصری ضروری برای سکونت پذیری سیاره ای است، اما تا به امروز، در هیچ اقیانوسی خارج از زمین کشف نشده بود. مدل سازی های ژئوشیمیایی گذشته نشان می دادند که فسفر احتمالاً در اقیانوس های انسلادوس و دیگر دنیاهای اقیانوسی کمیاب است.

ما در این پژوهش، طیف های جرمی CDA [ابزار آنالیزور غبار کیهانی فضاپیمای کاسینی] یک نمونه دانه های یخ حلقه E [زحل] را ارائه می دهیم که حضور سدیم فسفات را نشان می دهد. سپس تست های آنالوگ آزمایشگاهی اجرا می کنیم تا به طور کمی ثابت کنیم اقیانوس انسلادوس غنی از فسفات محلول است.

فروانی آب مایع در اقیانوس های منظومه شمسی

انسلادوس، با بزرگی تنها یک هفتم ماه زمین، شاید در نگاه اول چیز خاصی به نظر نرسد، اما چیزهای زیادی زیر پوسته منجمد آن در جریان است. وقتی فضاپیمای کاسینی، کاوشگر زحل، آبفشان های انسلادوس را کشف کرد، حضور یک اقیانوس سرتاسری در آن اثبات شد. اندرکنش های گرانشی پیوسته قمر با زحل باعث ایجاد گرمایی می گردد که این اقیانوس را مایع نگه می دارد.

زحل، و به این ترتیب انسلادوس، از گرمای حیات بخش خورشید بسیار دورند؛ گرمایی که اکثریت بزرگ شبکه های غذایی زمین بر آن متکی هستند. اما این جا روی زمین، در نقاط بسیار تاریک و سرد اعماق دریا، جایی که تابش خورشید به آن نفوذ نمی نماید، شبکه های غذایی مبتنی بر شیمی در اطراف منافذ گرمایی کف اقیانوس رونق دارند.

چنین چیزی می تواند در انسلادوس نیز وجود داشته باشد؛ اما این طور نیست که بتوانیم به سادگی حفره ای روی آن حفر کنیم و یک زیردریایی را از پوسته منجمد با ضخامت 20 کیلومتر به پایین بفرستیم تا نگاهی بیندازد.

از شانس ما، انسلادوس یک جانور خرابکار کوچک است. آبفشان ها پدیده ای فعال و دائمی هستند؛ درحقیقت، آنها دومین حلقه بیرونی زحل، حقله E، را می سازند و حفظ می نمایند. این حلقه یک دونات محو است که عمدتاً از ذرات میکروسکوپی یخ تشکیل شده و انسلادوس با آرامش در آن قرار گرفته است.

و کاسینی، پیش از ورود دراماتیکش به اعماق ابرهای زحل در خاتمه سال 2017، از ذرات درخشنده یخ درون این حلقه نمونه برداری کرد.

امسلادوس در حلقه E زحل تصویر از فضاپیمای کاسینی

در بازی های ظریف نور، جزئیات شیمی می توانند آشکار شوند. عناصر و ترکیب ها بعضی طول موج ها را جذب می نمایند و بقیه را بازتاب می دهند. با شکستن نور به طیف رنگین کمانی اش و آنالیز بخش های روشن و تاریک، دانشمندان می توانند معین نمایند چه عناصری موجود هستند؛ مانند اثرانگشت شیمیایی.

پستبرگ و همکارانش این کار را انجام دادند، با استفاده از داده های ابزار آنالیزور غبار کیهانی کاسینی و تحلیل جامع 345 ذره. در نُه عدد از این ذره ها، آنها خصوصیات طیفی یکتای سدیم فسفات را پیدا کردند؛ ترکیبی از سدیم و فسفر.

سپس، آنها آزمایشی را در کوشش برای بازفراوری طیف اجرا کردند؛ شلیک لیزر به یک ستون آب که در آن سدیم اُرتوفسفات و دی سدیم هیدروژن فسفات حل شده بود. آنها توانستند اثر انگشت شیمیایی یافته شده در دانه های یخ حلقه E را دوباره فراوری نمایند. و فراوانی این عناصر لازم برای بازفراوری طیف نشان از فراوانی بالای سدیم در اقیانوس انسلادوس دارد.

آبفشان های انسلادوس در تصویر 2010 کاسینی

پژوهشگران می نویسند: تشخیص دانه های یخ با غلظت بالای فسفات ها با CDA نشان می دهد که فسفر در بالای اقیانوس انسلادوس (یعنی ناحیه منشأ انفجارها) به سادگی در دسترس است. حتی با یک حاشیه محافظه کارانه، تخمین های ما غلظت هایی با مرتبه حداقل صدها میکرومولار را نشان می دهد، چندصد برابر بیشتر از میانگین فراوانی فسفات در اقیانوس های زمین.

خب فسفر از کجا می آید؟ گمان ها بر این است که پایین اقیانوس مایع انسلادوس، هسته ای از جنس سنگ کُندریت کربنات قرار گرفته است. تیم پژوهشی آزمایش هایی در این رابطه انجام دادند و دریافتند که فسفر یک محصول اجتناب ناپذیر اندرکنش های بین آب اقیانوس قلیایی و غنی از کربن با این سنگ است.

پس نه تنها فراوانی فسفر در انسلادوس احتمالاً بالاست، منبعی محتمل نیز برای آن وجود دارد.

پنج عنصر دیگر از شش عنصر ضروری حیات کربن، هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن و گوگرد قبلاً در فوران های انسلادوس کشف شده بودند، گرچه کشف گوگرد همچنان تضمینی نیست.

با این حال، پُتسبرگ سال گذشته در کنگره علمی یوروپلنت (Europlanet) گفته بود: انسلادوس حالا یکی از سخت ترین ملزومات حیات را برآورده می نماید. پس می گردد به آن جا بریم؟ لطفاً؟